CN105414723A - X90m管线钢直缝埋弧焊焊接工艺 - Google Patents

X90m管线钢直缝埋弧焊焊接工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种X90M管线钢直缝埋弧焊焊接工艺，适用于规格为φ864-1016mm，壁厚为14-17.5mm的钢管，首先采用二保焊工艺进行预焊，然后依次采用三丝工艺进行内焊、外焊。本发明所生产的钢管的性能能够满足GB/T9711-2011的所有要求。

Description

X90M管线钢直缝埋弧焊焊接工艺
技术领域
本发明涉及钢管焊接工艺领域，具体是一种X90M管线钢直缝埋弧焊焊接工艺。
背景技术
X90M(PSL2钢管产品)管线钢的质量组成为：C≤0.07％，Si≤0.35％；Mn1.8-2.0％；P≤0.02％；S≤0.01％；V+Nb+Ti≤0.15％；Cu+Cr≤0.5％，Ni≤0.3％；Mo≤0.4％；B≤0.002％；其余主要为Fe元素；CEpcm≤0.23％。现有技术中，该管线钢焊接存在热影响区软化的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种X90M管线钢直缝埋弧焊焊接工艺，以解决现有技术管线钢焊接存在热影响区软化的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
X90M管线钢直缝埋弧焊焊接工艺，适用于规格为φ864-1016mm，壁厚为14-17.5mm的钢管，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、预焊：采用二保焊工艺进行预焊，预焊时选取的焊丝直径φ1.2mm，焊枪直流反接，工作电流260-280A，工作电压28-30V，焊速0.6-0.8m/min；气体流速15-20L/min；
(2)、内焊：采用三丝工艺进行内焊，前丝直流反接，中、后丝交流，且前、中、后丝均由独立电源供电，前后丝间距16-17mm，中后丝间距为17-18mm，其中：
前丝直径φ4.0mm，前丝焊接时焊枪工作电流530～760A，焊枪工作电压33±1V，焊速1.25-1.31m/min；
中丝直径φ4.0mm，中丝焊接时焊枪工作电流490～710A；焊枪工作电压36±1V；焊速1.25-1.31m/min；
后丝直径φ4.0mm，后丝焊接时焊枪工作电流450～660A；焊枪工作电压39±1V；焊速1.25-1.31m/min；
(3)外焊：采用三丝工艺进行外焊，前丝直流反接，中、后丝交流，且前、中、后丝均为独立电源供电，前中丝间距为17-18mm，中后丝间距为18-19mm，其中：
前丝直径φ4.0mm，前丝焊接时焊枪工作电流620～840A，焊枪工作电压33±1V，焊速1.51-1.25m/min；
中丝直径φ4.0mm，中丝焊接时焊枪工作电流570～790A；焊枪工作电压36±1V；焊速1.51-1.25m/min；
后丝直径φ4.0mm，后丝焊接时焊枪工作电流520～760A；焊枪工作电压39±1V；焊速1.51-1.25m/min。
所述的X90M管线钢直缝埋弧焊焊接工艺，其特征在于：当钢管的壁厚为14mm时，内焊前丝焊接时焊枪工作电流为590±5％A，中丝焊接时焊枪工作电流为540±5％A，后丝焊接时焊枪工作电流为500±5％A，内焊时焊接比线能量为1.76～2.16(KJ/cm)/mm；外焊前丝焊接时焊枪工作电流为670±5％A，中丝焊接时焊枪工作电流为620±5％A，后丝焊接时焊枪工作电流为570±5％A，外焊时焊接比线能量范围为2.11～2.68(KJ/cm)/mm。
所述的X90M管线钢直缝埋弧焊焊接工艺，其特征在于：当钢管的壁厚为16mm时，内焊前丝焊接时焊枪工作电流为650±5％A，中丝焊接时焊枪工作电流为600±5％A，后丝焊接时焊枪工作电流为550±5％A，内焊时焊接比线能量为1.66～2.09(KJ/cm)/mm；外焊前丝焊接时焊枪工作电流为730±5％A，中丝焊接时焊枪工作电流为680±5％A，后丝焊接时焊枪工作电流为630±5％A，外焊时焊接比线能量为2.03～2.57(KJ/cm)/mm。
所述的X90M管线钢直缝埋弧焊焊接工艺，其特征在于：当钢管的壁厚为17.5mm时，内焊前丝焊接时焊枪工作电流为710±5％A，中丝焊接时焊枪工作电流为660±5％A，后丝焊接时焊枪工作电流为610±5％A，内焊时焊接比线能量为1.72～2.10(KJ/cm)/mm；外焊前丝焊接时焊枪工作电流为790±5％A，中丝焊接时焊枪工作电流为740±5％A，后丝焊接时焊枪工作电流为710±5％A，外焊时焊接比线能量为2.02～2.59(KJ/cm)/mm。
本发明在满足壁厚在14-17.5mm范围内，焊管外径在φ864-1016mm范围内，内焊坡口在82-90°范围内，外坡口比内坡口稍小1-2°，采用内外三丝直缝埋弧焊工艺焊接，保证内焊比线能量在1.76～2.09(KJ/cm)/mm，外焊比线能量在2.11～2.57(KJ/cm)/mm，并经过JCOE等其他工序，所生产的钢管的性能能够满足GB/T9711-2011的所有要求。
本发明采用预焊加直缝埋弧焊组合焊接工艺、大焊接线能量且给出具体焊接线能量范围，使得热影响区软化现象得到一定程度的改善，而且接头组织较好，且接头的宏观性能均满足我国国家标准GB/T9711-2011。
附图说明
图1为本发明焊接坡口图示意图。
图2为本发明接头硬度测试部位示意图。
图3为本发明具体实施例中φ864mm×14mm钢管生产时金属微观组织图，其中：
图3a为母材图，图3b为焊缝图，图3c为热影响区图。
图4为本发明具体实施例中φ1016mm×16mm钢管生产时金属微观组织图，其中：
图4a为母材图，图4b为焊缝图，图4c为热影响区图。
图5为为本发明具体实施例中φ914mm×17.5mm钢管生产时金属微观组织图，其中：
图5a为母材图，图5b为焊缝图，图5c为热影响区图。
具体实施方式
用JCOE成型工艺采用图1所示的焊接坡口，运用上述焊接工艺参数，分别进行了φ864mm×14mm、φ1016mm×16mm、φ914mm×17.5mm三种规格的钢管的焊接成型工作，其成品焊管的检测结果均满足要求，现列举示例如下：
【1】φ864mm×14mm钢管生产:
①化学成分：C＝0.042％，Si＝0.217％；Mn＝1.92％；P＝0.012％；S＝0.0016％；V＝0.027％；Nb＝0.055％；Ti＝0.013％；Cu＝0.168；Cr＝0.291％，Ni＝0.271％；Mo＝0.303％；B＝0.0007％；其余为Fe元素；CEpcm＝0.199。
②拉伸性能如表1所示：
表1拉伸性能表
③硬度测试位置如图2所示，测试结果如表2所示：
表2硬度测试表
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
258 218 215 225 233 224 225 262 249 236 274 264 243 264
④夏比冲击(-20℃)如表3所示：
表3夏比冲击表
⑤金属微观组织，如图3所示，图3中从左向右依次为母材、焊缝、热影响区。
【2】φ1016mm×16mm钢管生产:
①化学成分：C＝0.055％，Si＝0.210％；Mn＝1.88％；P＝0.012％；S＝0.0015％；V＝0.007％；Nb＝0.05％；Ti＝0.014％；Cu＝0.161；Cr＝0.211％，Ni＝0.18％；Mo＝0.17％；B＝0.0007％；其余为Fe元素；CEpcm＝0.193。
②拉伸性能如表4所示：
表4拉伸性能表
③硬度测试位置如图2所示，测试结果如表5所示：
表5硬度测试表
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
258 227 218 224 236 218 216 253 262 225 249 249 227 256
④夏比冲击(-20℃)如表6所示：
表6夏比冲击表
⑤金属微观组织如图4所示，图4中从左向右依次为母材、焊缝、热影响区。
【3】φ914mm×17.5mm钢管生产:
①化学成分：C＝0.055％，Si＝0.211％；Mn＝1.88％；P＝0.011％；S＝0.0015％；V＝0.007％；Nb＝0.05％；Ti＝0.014％；Cu＝0.163；Cr＝0.210％，Ni＝0.181％；Mo＝0.17％；B＝0.0009％；其余为Fe元素；CEpcm＝0.194。
②拉伸性能如表7所示：
表7拉伸性能表
③硬度测试位置如图2所示，测试结果如表8所示：
表8硬度测试表
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
258 224 219 238 238 216 219 251 256 228 245 249 221 251
④夏比冲击(-20℃)如表9所示：
表9夏比冲击表
⑤金属微观组织如图5所示，图5中从左向右依次为母材、焊缝、热影响区。

Claims (4)

1.X90M管线钢直缝埋弧焊焊接工艺，适用于规格为φ864-1016mm，壁厚为14-17.5mm的钢管，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、预焊：采用二保焊工艺进行预焊，预焊时选取的焊丝直径φ1.2mm，焊枪直流反接，工作电流260-280A，工作电压28-30V，焊速0.6-0.8m/min；气体流速15-20L/min；
（2）、内焊：采用三丝工艺进行内焊，前丝直流反接，中、后丝交流，且前、中、后丝均由独立电源供电，前后丝间距16-17mm，中后丝间距为17-18mm，其中：
前丝直径φ4.0mm，前丝焊接时焊枪工作电流530～760A，焊枪工作电压33±1V，焊速1.25-1.31m/min；
中丝直径φ4.0mm，中丝焊接时焊枪工作电流490～710A；焊枪工作电压36±1V；焊速1.25-1.31m/min；
后丝直径φ4.0mm，后丝焊接时焊枪工作电流450～660A；焊枪工作电压39±1V；焊速1.25-1.31m/min；
（3）外焊：采用三丝工艺进行外焊，前丝直流反接，中、后丝交流，且前、中、后丝均为独立电源供电，前中丝间距为17-18mm，中后丝间距为18-19mm，其中：
前丝直径φ4.0mm，前丝焊接时焊枪工作电流620～840A，焊枪工作电压33±1V，焊速1.51-1.25m/min；
中丝直径φ4.0mm，中丝焊接时焊枪工作电流570～790A；焊枪工作电压36±1V；焊速1.51-1.25m/min；
后丝直径φ4.0mm，后丝焊接时焊枪工作电流520～760A；焊枪工作电压39±1V；焊速1.51-1.25m/min。
2.根据权利要求1所述的X90M管线钢直缝埋弧焊焊接工艺，其特征在于：当钢管的壁厚为14mm时，内焊前丝焊接时焊枪工作电流为590±5%A，中丝焊接时焊枪工作电流为540±5%A，后丝焊接时焊枪工作电流为500±5%A，内焊时焊接比线能量为1.76～2.16（KJ/cm）/mm；外焊前丝焊接时焊枪工作电流为670±5%A，中丝焊接时焊枪工作电流为620±5%A，后丝焊接时焊枪工作电流为570±5%A，外焊时焊接比线能量范围为2.11～2.68（KJ/cm）/mm。
3.根据权利要求1所述的X90M管线钢直缝埋弧焊焊接工艺，其特征在于：当钢管的壁厚为16mm时，内焊前丝焊接时焊枪工作电流为650±5%A，中丝焊接时焊枪工作电流为600±5%A，后丝焊接时焊枪工作电流为550±5%A，内焊时焊接比线能量为1.66～2.09（KJ/cm）/mm；外焊前丝焊接时焊枪工作电流为730±5%A，中丝焊接时焊枪工作电流为680±5%A，后丝焊接时焊枪工作电流为630±5%A，外焊时焊接比线能量为2.03～2.57（KJ/cm）/mm。
4.根据权利要求1所述的X90M管线钢直缝埋弧焊焊接工艺，其特征在于：当钢管的壁厚为17.5mm时，内焊前丝焊接时焊枪工作电流为710±5%A，中丝焊接时焊枪工作电流为660±5%A，后丝焊接时焊枪工作电流为610±5%A，内焊时焊接比线能量为1.72～2.10（KJ/cm）/mm；外焊前丝焊接时焊枪工作电流为790±5%A，中丝焊接时焊枪工作电流为740±5%A，后丝焊接时焊枪工作电流为710±5%A，外焊时焊接比线能量为2.02～2.59（KJ/cm）/mm。
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